精品解析：江西省景德镇一中高二下学期期中物理试题（17班）

景德镇一中～第二学期期中考试卷

高二物理

一、选择题（每题4分，共40分）

1. 如图所示，两条平行光滑金属导轨NM、PQ(其电阻不计)固定在水平面内，导轨间距L＝1 m，导轨左端连一个阻值为R＝7.5 Ω的电阻，导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝2 T，金属杆的质量为0.4 kg，内阻为0.5 Ω，横放在导轨上，且通过滑轮和轻绳连接一个质量为m＝0.1 kg的物体，不计一切摩擦，现将物体自由释放，导轨足够长，金属杆在水平轨道内运动到速度最大的过程中，位移为l＝1.8 m，下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　)

A. 刚释放瞬间，金属杆的加速度大小a＝2.5 m/s2

B. 金属杆运动的最大速度为vm＝2 m/s

C. 电阻的最大热功率P＝2 W

D. 从静止开始运动到速度最大的过程中，金属杆克服安培力做功0.8 J

2. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为B1=B、B2=2B；一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为v，则下列结论中正确的是（　　）

A. 此过程中通过线框截面的电量为

B. 此过程中回路产生的电能为0.5mv2

C. 此时线框的加速度为

D. 此时线框中的电功率为

3. 如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈．通过观察图形，判断下列说法正确的是(　　)

A. 若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针方向

B. 若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力增大

C. 从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈

D. 从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈

4. 如图所示，B是一个螺线管，C是与螺线管相连接的金属线圈，在B的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环A，A的环面水平且与螺线管的横截面平行，若仅在金属线圈C所处的空间加上与C环面垂直的变化磁场，发现在至时间段内金属环A的面积有缩小的趋势，则金属线圈C处所加磁场的磁感应强度随时间变化的图像可能是（    ）

A.  B.  C.  D.

5. 如图所示，a、b为竖直正对放置平行金属板构成的偏转电场，其中a板带正电，两板间的电压为U，在金属板下方存在一有界的匀强磁场，磁场的上边界为与两金属板下端重合的水平面PQ，PQ下方的磁场范围足够大，磁场的磁感应强度大小为B，一比荷为带正电粒子以速度为v0从两板中间位置与a、b平等方向射入偏转电场，不计粒子重力，粒子通过偏转电场后从PQ边界上的M点进入磁场，运动一段时间后又从PQ边界上的N点射出磁场，设M、N两点距离为x（M、N点图中未画出）。则以下说法中正确的是（　　）

A. 只减小磁感应强度B的大小，则x减小

B. 只增大初速度v0的大小，则x减小

C. 只减小偏转电场的电压U的大小，则x不变

D. 只减小为带电粒子比荷大小，则x不变

6. 如图所示，在一根一端封闭、内壁光滑的直管MN内有一个带正电的小球，空间中充满竖直向下的匀强磁场。开始时，直管水平放置，且小球位于管的封闭端M处。现使直管沿水平方向向右匀速运动，经一段时间后小球到达管的开口端N处。在小球从M到N的过程中（　　）

A. 磁场对小球不做功 B. 直管对小球做正功

C. 小球所受磁场力的方向不变 D. 小球的运动轨迹是一直线

7. 霍尔元件是一种应用霍尔效应的磁传感器，广泛应用于各领域，如在翻盖手机中，常用霍尔元件来控制翻盖时开启或关闭运行程序。如图是一霍尔元件的示意图，磁场方向垂直霍尔元件工作面，霍尔元件宽为d（M、N间距离），厚为h（图中上下面距离），当通以图示方向电流时，MN两端将出现电压UMN，则（　　）

A. MN两端电压UMN仅与磁感应强度B有关

B. 若霍尔元件载流子是自由电子，则MN两端电压UMN<0

C. 若增大霍尔元件宽度d，则MN两端电压UMN一定增大

D. 通过控制磁感应强度B可以改变MN两端电压UMN

8. 如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为，，，在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为，发射速度大小都为，且满足，发射方向由图中的角度表示，对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是（    ）

A. 粒子有可能打到A点

B. 以飞入的粒子在磁场中运动时间最短

C. 以飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等

D. 在AC边界上只有一半区域有粒子射出

9. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里．长度为的导体中通有恒定电流，电流大小为。当导体垂直于磁场方向放置时，导体受到的安培力大小为，若将导体在纸面内顺时针转过角，导体受到的安培力大小为（ ）

A.  B.  C.  D.

10. 如图所示，在倾角为斜面上，固定一宽的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势，内阻，一质量的金属棒与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计），金属棒与金属导轨间的最大静摩擦力为，取，要保持金属棒在导轨上静止，滑动变阻器接入电路中的阻值可能为（    ）

A.  B.  C.  D.

二、计算题（每题15分，共60分）

11. 如图所示，光滑导轨MN和PQ固定在同一竖直面（纸面）内，两导轨间距为L，两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2，两导轨间有一边长为的正方形区域，该区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为的金属杆与导轨接触良好，从处无初速释放，向下运动过程中始终保持水平，杆离开磁场前已做匀速运动，不计金属杆及导轨的电阻，重力加速度为，求：

（1）金属杆离开磁场的瞬间流过R1的电流大小和方向；

（2）金属杆穿过整个磁场过程中R2上产生的电热。

12. 如图，在直角坐标系xOy平面内，虚线MN平行于y轴，N点坐标（－l，0），MN与y轴之间有沿y 轴正方向的匀强电场，在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场（图中未画出）。现有一质量为m、电荷量大小为e的电子，从虚线MN上的P点，以平行于x轴正方向的初速度v0射入电场，并从y轴上A点（0，0.5l）射出电场，射出时速度方向与y轴负方向成30°角，此后，电子做匀速直线运动，进入磁场并从圆形有界磁场边界上Q点（，－l）射出，速度沿x轴负方向。不计电子重力。求：

(1)匀强电场的电场强度E的大小？

(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小？电子在磁场中运动的时间t是多少？

(3)圆形有界匀强磁场区域的最小面积S是多大？

13. 如图，在xOy平面的第一、四象限内存在着方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，第四象限内存在方向沿-y方向、电场强度为E的匀强电场．从y轴上坐标为a的一点向磁场区发射速度大小不等的带正电同种粒子，速度方向范围是与+y方向成30°～150°，且在xOy平面内．结果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到x轴上，然后进入第四象限的匀强电场区．已知带电粒子电量为q，质量为m，重力不计．求：

（1）垂直y轴方向射入磁场粒子运动的速度大小v1；

（2）粒子在第Ⅰ象限的磁场中运动的最长时间以及对应的射入方向；

（3）从x轴上点射入第四象限的粒子穿过电磁场后经过y轴上的点，求该粒子经过点的速度大小．

14. 如图所示，截面为直角梯形的玻璃砖ABCD，其中，，某单色光从边的中点以入射角射入玻璃砖，，经玻璃砖折射后入射到边，已知玻璃砖对该单色光的折射率，真空中的光速为c，则：

（1）分析说明边上是否有出射光线及边上出射光线与边的几何关系；

（2）不考虑光线在边的反射，求解其在玻璃砖中的运动时间。